【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及炼铁原料和炼铁的，具体涉及一种提高高炉死料柱透气透液性的焦炭的评价方法及使用方法。
技术介绍
1、死料柱是高炉炼铁过程中位于高炉炉缸中心基本上不运动的焦炭料柱。也就是在燃烧带范围以外的炉缸中心处，存在的一个下部浸没于液态渣铁之中，上部尖顶突入炉腹区的由焦炭构成的锥形料柱。由于它的消耗及更新速度极为缓慢，故称“死料柱”。在这个区间的焦炭颗粒间的空隙被焦粉、铁水、炉渣和未还原的矿石填充。死料柱的行为状态直接影响着炉缸，一旦死料柱的透气、透液性变差，则会阻碍液态渣铁的滴落，易粘附在焦炭表面，增大死料柱体积，影响高炉顺行，进而引起悬料、排渣不畅等炉况失常现象，同时死料柱自身“沉坐-漂浮”的往复运动决定着铁水的流动情况，进一步影响着铁水对炉缸侧壁的冲刷程度，因此死料柱的存在及其状况对炉缸寿命的长短起着决定性作用。死料柱透气及透液性越差、死料柱浸没越深，铁水环流的速度越大，铁水环流极易对炉缸炭砖形成强烈的冲刷侵蚀。尤其在炉缸下部的象脚区，铁水环流的冲刷侵蚀非常严重，形成“象脚状”侵蚀。
2、死料堆的性质和工作状态，而其起决定作用的是焦炭质量。焦炭的高温性能低，会严重影响其在高炉软熔带和滴落带中的骨架作用，降低高炉的整体透气性及透液性。目前缺乏一种合适的基于高炉实际环境的方式来表征焦炭的高炉透气透液性的性能指标，为此我们提出提高高炉死料柱透气透液性的焦炭的评价方法及其使用。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种提高高炉死料柱透气透液性的焦炭的评价方法及使用方法，其主要
2、为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案实现：
3、一种提高高炉死料柱透气透液性的焦炭的评价方法，包括如下方法步骤：
4、步骤一、取样：获取高炉生产运行中正在使用的焦炭样和铁矿石样。
5、步骤二、模拟高炉运行环境对焦炭进行处理。
6、步骤三、焦炭吸水率测试：
7、1)称重及干燥：取反应后的焦炭，将焦炭放入干燥箱在100～200℃之间干燥30min～4h；去除焦炭表面铁及铁氧化物和未还原铁矿石，将干燥好的焦炭逐个称重，记录下每个焦炭的质量m1。
8、2)高压浸出：按顺序将焦炭放入容器中，记录下相应的顺序，加水浸没所有焦炭；将容器抽真空直至真空度到达10kpa以下，保持此真空度20～60min。
9、3)称重并计算：将容器放气，按顺序取出浸泡在容器中所有焦炭逐个称重，记录下每个焦炭此状态的质量m2(称重时保证表面没有明显水珠)。
10、通过m1和m2计算得到所有焦炭吸水率a(焦炭的透气透液性指标)，并求出对应平均值a。
11、
12、步骤四、未入炉焦炭的透气性透液性指标适配及测试：
13、1)将高炉生产运行中正在使用的焦炭和铁矿石换成高炉准备使用的焦炭和铁矿石，然后重复步骤二和步骤三的操作，测得准备使用的焦炭平均吸水率b(焦炭的透气透液性指标)。
14、2)若b＞a则初步确定所要替换的焦炭；若b≤a，则认为准备使用的焦炭平均吸水率b(焦炭的透气透液性指标)没有高炉生产运行中正在使用的焦炭好；继续更换并重复步骤二和步骤三的操作，直至b＞a。
15、3)将高炉生产运行中正在使用的焦炭与步骤四-2)中初步确定所要替换的焦炭按照质量比为1：(2～4)的比例进行混合替换，同时将高炉生产运行中正在使用的铁矿石换成高炉生产准备使用的铁矿石，然后重复步骤二的操作。
16、4)重复步骤三测得混合的焦炭吸水率c(焦炭的透气透液性指标)；若c＞a，则确定步骤四-3)所初步确定的焦炭为所要替换的焦炭；若c≤a，则认为初步确定所要替换的焦炭对死料柱的透气透液性性能指标没有高炉生产运行中正在使用的焦炭好，更换焦炭继续重复步骤四-1)-4)的操作，直至c＞a。
17、上述步骤二的模拟高炉运行环境对焦炭进行处理方法包括：
18、1)样品预处理：
19、去除其中不具有代表性的焦炭样品(泡焦、炉头焦等)，通过破碎、筛分和整形得到粒度范围在10～25mm之间的焦炭试样。
20、将铁矿石原料通过筛分得到粒度10～25mm的铁矿石试样，并混匀、缩分。
21、铁矿石原料包括球团矿、烧结矿、天然块矿等其余含铁物料。
22、2)样品称重及放置：
23、将铁矿石试样与焦炭试样按照质量比(8～1)：(1～2)进行称重(比例按照高炉实际运行及焦炭和矿石添加量为主)，铁矿石和焦炭的总质量在200～1000g之间。
24、将称好重量的焦炭试样和铁矿石试样放入石墨坩埚内，焦炭在下，铁矿石在上，石墨坩埚底部设有多孔，使得升温熔化的铁水能够滴落并与焦炭分离。
25、将放置后的铁矿石上层再铺满一层焦炭，保证相关的压力装置从上向下施加压力时不与铁矿石直接接触。
26、3)模拟高炉环境处理：
27、a)将放置好物料的坩埚开始升温，并施加压力荷重0.01～1mpa，最佳荷重0.1mpa。
28、b)在氮气气氛下升温至t0＝180～220℃，升温速率为5～20℃/min。
29、c)在氮气气氛下继续升温至t1，t0＜t1≤500℃，升温速率为10～20℃/min，在这个区间内焦炭基本不会与铁矿石和二氧化碳或者水蒸气发生反应，故采用氮气气氛。
30、d)按照体积比在混合气氛40％～60％n2、10％～30％co2、20％～40％co、0～10％h2o下，从t1升温至t2，升温速率为5～20℃/min，1000℃≤t2≤1200℃。
31、e)在t2温度下进行保温，保温时间与步骤d)的升温速率成正比。
32、f)按照体积比在混合气氛40％～60％n2、0～20％co2、30％～50％co、0～10％h2o下，从t2升温至t3，升温速率为5～20℃/min之间，1200℃＜t3≤1350℃。(co2的体积比低于步骤d)，co的体积比高于步骤d)。
33、g)在t3温度下进行保温，保温时间与步骤f)的升温速率成正比。
34、h)按照体积比在混合气氛40～60％n2、0～20％co2、30～50％co、0～10％h2o下，从t3升温至t4，升温速率5～20℃/min之间，1500℃≤t4≤1600℃。(co2的体积比低于步骤f)，co的体积比高于步骤f)。
35、i)本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.提高高炉死料柱透气透液性的焦炭的评价方法，其特征在于，包括如下方法步骤：
2.根据权利要求1所述的提高高炉死料柱透气透液性的焦炭的评价方法，其特征在于，上述步骤三-1)中的干燥温度为100～200℃，干燥时间为30min～4h。
3.根据权利要求1所述的提高高炉死料柱透气透液性的焦炭的评价方法，其特征在于，上述步骤二的模拟高炉运行环境对焦炭进行处理方法包括：
4.根据权利要求3所述的提高高炉死料柱透气透液性的焦炭的评价方法，其特征在于，所述焦炭试样和铁矿石试样的粒度为10～25mm。
5.根据权利要求3所述的提高高炉死料柱透气透液性的焦炭的评价方法，其特征在于，所述铁矿石试样和焦炭试样的总质量在200～1000g之间。
6.根据权利要求3所述的提高高炉死料柱透气透液性的焦炭的评价方法，其特征在于，所述的氮气气氛的气体流量为2～10L/min。
7.根据权利要求3所述的提高高炉死料柱透气透液性的焦炭的评价方法，其特征在于，上述步骤d)、步骤f)和步骤h)中的混合气氛的气体流量为2～10L/min。
<...【技术特征摘要】
1.提高高炉死料柱透气透液性的焦炭的评价方法，其特征在于，包括如下方法步骤：
2.根据权利要求1所述的提高高炉死料柱透气透液性的焦炭的评价方法，其特征在于，上述步骤三-1)中的干燥温度为100～200℃，干燥时间为30min～4h。
3.根据权利要求1所述的提高高炉死料柱透气透液性的焦炭的评价方法，其特征在于，上述步骤二的模拟高炉运行环境对焦炭进行处理方法包括：
4.根据权利要求3所述的提高高炉死料柱透气透液性的焦炭的评价方法，其特征在于，所述焦炭试样和铁矿石试样的粒度为10～25mm。
5.根据权利要求3所述的提高高炉死料柱透气透液性的焦炭的评价方法，其特征在于，所述铁矿石试样和焦炭试样的总质量在200～1000g之间。
6.根据权利要求3所述的提高...
【专利技术属性】
技术研发人员：孟昕阳，唐继忠，李伟华，杨利兴，庞克亮，郑有志，谷致远，孙敏敏，吴昊天，万超然，
申请(专利权)人：鞍钢集团北京研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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